随着膜科学技术的发展，膜分离的应用亦愈来愈广，从早期脱盐发展到今天的工业废水废气处理、生产原料净化、产品分离和高纯水生产等。化肥工业中已成功应用、正在开发或有发展前景的膜分离技术有膜法水处理、包膜化肥和气体净化及回收等。其中水处理包括工艺用水和废水处理,包膜化肥主要有包膜尿素和包膜碳铵，气体净化及回收包括天然气脱除CO2、H2S和水蒸气，合成氨弛放气回收H2以及烟气和尾气脱SO2、NOx和CO2等。
工业废水处理中所应用的膜技术以液膜分离居多，包括乳状液膜和支撑液膜，我国液膜技术的研究始于1979年，虽起步较晚，但起点较高。液膜法处理工业废水的原理在于液膜能够选择性地渗透离子，并在内水相富集而不破裂。乳状液膜法处理工业废水分步进行制乳、传质、破乳。目前，液膜技术在化肥工业废水处理中的应用研究主要有含磷酸盐、硫化物、亚硫酸盐、硝酸盐、砷化物、氰化物、氟化物或氨等废水的处理。
在国内用液膜法处理含NH4+废水时间不长，采用乳状液膜去除溶液中弱酸弱碱的方法适用于溶于水中的少量硫化氨和碳酸氨。目前主要存在的问题是当被处理废水含氨浓度较高时液膜强度差，破损率高，脱氨效率低等。采用聚丙烯中空纤维膜组件能够脱除含氨水溶液和含氨混合气中的绝大部分氨，回收氨，降低综合治理的成本，并且不造成二次污染。
利用电渗析法对生产硝酸磷酸氨复合肥料中冲洗设备和地面的高浓度废水进行处理，用此技术回收化肥和再生利用水会收到显著的经济效益和社会环境效益。含S2-、SO42-废水易散发有害气体，虽然已有许多方法去除废水中的这些阴离子，但处理效果并不理想，成本过高。而采用乳状液膜法可以达到较好效果。此外，有研究工作报道，采用气态膜过程，利用硫酸和氢氧化钠水溶液作为吸收剂，可分别处理含氨、碘、溴、硫化氢、二氧化硫等溶质的水溶液。
